无人值守自动发卡收费车道系统

一、 无人值守自动发卡机的组成

　　1.1无人值守自动发卡机的组成

　　1.1.1无人值守发卡机应有下列部件组成

　　? 外机箱

　　? 独立的发卡机机芯

　　? 主控制器

　　? 语音控制单元

　　? 非接触IC卡读写器天线板及切换单元

　　? 无人值守发卡机必须预留下列设备的安装位置和物理、电器接口

　　? 车道控制器

　　? 车辆检测器

　　? 非接触IC卡读写器及电源

　　? 对讲电话

　　? 色闪光报警器

　　? 字符叠加器

　　1.1.2系统结构及主要构成部件

　　卡机由机箱、配电、四个发卡通道(机芯)、主控板、机芯控制板、天线切换板、液晶显示板、卡箱升降控制板、语音播放器，以及为车道收费系统设备预留的安装机位组成。

　　1.1.2.1系统结构示意图

　　1.1.2.2卡机面板功能示意图

　　1.1.2.3主控板功能示意图

　　1.1.2.4机芯控制板功能示意图

　　1.1.2.5天线切换板功能示意图

　　1.1.2.6液晶显示板功能示意图

　　1.1.2.7卡箱升降控制板功能示意图

　　1.2无人值守自动发卡机各功能模块的结构特点简述

　　1.2.1卡机机箱

　　机箱采用A3冷轧钢板，外表面进行酸洗磷化处理,并喷涂汽车油漆，具有防水、防尘、防锈、防紫外线等功能。外箱的侧面、顶面、后门采用双层结构，防止阳光直射造成机箱内温度过高，在合适的位置安装轴流风扇，保证内部的热空气能够迅速的排到机箱外部。保证发卡机和内置车道控制设备的正常工作。
机箱的外部采用醒目的黄黑相间颜色，迎车的方向具有醒目的红色“按键取卡”字样，提醒司机进入自动发卡车道后按键取卡通行，卡机的后门能够打开至180度的角度，保证更换卡夹或者维护时人员的安全。

　　机箱的前面板上下应各设置两个出卡口、一个取卡按钮、一个免费按键、一个对讲按钮，方便大车和小车司机上或下位置的按钮取卡。每个卡口上方对应一个出卡指示灯。另外发卡机前面板上留有一个收费系统内部的对讲系统分机、一个语音提示的扬声器的安装位置，通声孔具有防水措施。整个面板应布局合理、美观大方，有醒目的取卡提示。

　　1.2.2 4套独立的发卡通道(机芯)

　　每个卡口内部都对应有一套独立的自动发卡机构，每套独立的自动发卡机构通过RS-485通讯接口和发卡机主控板连接。每套机构都具有独立的发卡机构和控制电路，当其中一套处于发卡状态时，另一套准备。一套机构发卡完成后，另一套自动开始工作。装卡时不需中断发卡机工作。两套机构工作和切换对使用没有区别，若正在发卡的机构出现异常时，另一套机构可以自动接替其工作。两套机构相应备份和轮换，可以保证很高的可靠性，实现真正的无人值守。
出卡通道内部都采用先进的步进电机作为动力，它比普通直流电机更能实现出卡通道内卡片的精确控制，提高机芯的出卡成功率。
每一个机芯可以整机拆卸，便于维护。

　　下图为发卡通道（机芯）的结构示意图：

　　1.2.3主控板

　　主控板控制核心采用8位双串口、单令周期的高速单片机，它的指令执行效率是普通89系列单片机的4倍。具有下列功能：

　　? 检测4台发卡机构的工作状态和取卡按钮的状态上传车道计算机。

　　? 接受车道计算机的通讯命令，完成4台独立卡机的协调控制。

　　? 自动控制非接触IC卡天线的切换。

　　? 显示卡机的工作状态和四个机芯内工作卡箱的卡夾号和卡夾内卡数。

　　1.2.4语音播报单元

　　播报车道计算机播报的语音内容，如“请按键取卡”、“请取卡”、“请再次按键”、“谢谢请走好”等。它通过车道计算机的声卡控制。

　　1.2.5非接触IC卡读写器天线板及天线切换板

　　每个机芯的出卡卡道上方安装通行卡读写天线板，卡道中的非接触IC卡到天线板的距离不超过5cm，由主控板和天线切换板完成天线的切换。主控板可通过命令把天线切换到指定读写天线上。

　　1.2.6液晶显示模块

　　在自动发卡机的后面设有显示卡机工作状态的液晶显示模块，显示卡机各机芯的工作状态及各机芯工作卡夾的卡夾号及卡夾内通行卡数量。

　　液晶显示模块由192X64的LCD显示屏、小键盘组成，LCD显示屏全汉字界面。显示屏界面分布示意图：

　　1.2.7卡箱升降机构

　　每一个出卡通道都有一个独立的、可拆卸的卡箱升降机构，机构动力由步进电机提供，从而保证了升降卡机的到位准确性。

　　由于采用了可拆卸的结构模式，更便于管理人员的维护工作。

　　1.2.8供电电路及车道外设的接线端子

　　卡机和车道控制设备设备有不同的电源开关控制，在整个电源的进线端安装了电源避雷器。

　　1.2.9其他设备的安装位置

　　无人值守发卡机还预留下列设备的安装位置和物理、电器接口

　　? 车道计算机及显示器

　　? 收费专用键盘

　　? 车道控制器

　　? 非接触IC卡读写器及电源

　　? 对讲系统分机

　　? 黄色闪光报警器

　　1.3无人值守自动发卡机工作流程

　　1.3.1卡机上电流程

　　1.3.2车道正常处理流程

　　1.4无人值守自动发卡机与上位机软件接口

　　? 采用RS232标准串行通信，通信波特率：9600bps。

　　1.5无人值守自动发卡机技术指标

　　（1） 工作电压： 220工作电压：220±15% 50Hz　　功率： ＜150W

　　（2） 外形尺寸： 1938×1000×640mm

　　（3） 适应IC卡尺寸： 86×54mm

　　（4） 通讯接口： RS232C

　　（5） 噪音：噪音： ≤60dB

　　（6） 工作温度： -5～55℃

　　（7） 工作湿度： 0～95%

　　（8） 平均无故障时间MTBF： 10000小时

　　（9） 平均故障恢复时间MTBF：＜10分钟

　　（10） 新卡滞卡率： ＜0.01%（新卡）

　　（11） 发卡速度： 1200张/小时

　　（12） 切换响应时间： ＜1秒

　　（13） 卡数显示： 液晶LCD 4位

　　（14） 卡夾号显示： 液晶LCD 5位

　　（15） IC卡标准： Mifare 1

　　（16） 卡机内机构数量： 4套

　　（17） 卡机总IC卡容量：2000张

　　（18） 换卡箱时间： ＜15秒

　　（19） 传动件寿命： 100万次

二、 无人值守自动发卡机功能描述

　　2.1自动发卡功能

　　司机按取卡键，卡机自动发出有效卡，一车一卡。

　　2.2读写卡切换功能

　　提供IC卡读写器所用天线并控制天线的切换。

　　2.3无效卡自动回收功能

　　当上位机读写卡不成功时，通知卡机，卡机将此无效的通行卡收入废卡箱，主控板将读卡天线切换到天线下有卡的发卡通道；同时，卡机将下一张通行卡拖至天线下，等待下次司机取卡。

　　2.4发卡故障时自动重试功能

　　当卡通道发生出不顺利，无论在卡道的任何点位上，卡机都会重试三次，以力求将卡发出，如果不成功则报警，间隔一定时间后机芯板将从新进入初始化状态。

　　2.5卡道卡卡自动回收功能

　　无论通行卡被卡机输送到回收箱前的任何位置，卡机会启用自动重试机功能，当三次不成功后，则将卡址接进行回收，同时，卡机将下一张通行卡拖至天线下，等待下次司机取卡。

　　2.6司机长时间内不取卡自动回收功能

　　司机按取卡键后，卡机按正常流程吐出一张有效的通行卡，如果此后司机未在系统规定的时间内取走卡片，卡机会自动将此卡回收至回收卡箱（也可以根据业主的管理要求修改回收至天线下），并重新按正常流程将卡箱内的下一张通行卡拖至天线下，等待下次司机按键取下。卡片回收的位置也可以根据业主的管理要求修改回收至天线下，等待下次司机按键取下。

　　2.7故障状态提示告警功能

　　无论卡机发生任何故障，包括卡箱已发空，卡机会启动故障状态提示告警程序，卡机通道面板指示灯亮红灯，卡机顶部报警灯闪亮，同时，将故障信息报告给上位机。

　　2.8语音提示功能

　　当车辆驶入自动发卡车道，并压到前线圈时时，电脑控制语音播报程序播报语音；同样在车道栏杆机栏杆抬起时，播报语音。

　　2.9对讲求助功能

　　当司机在自动发卡车道内出现任何情况都可以按卡机面板上的对讲按钮，和控制室管理人员进行通话。

　　2.10卡机工作状态显示及操作维护功能

　　在卡机后面板上设有卡机工作状态显示屏，在四个特定的区域内分别显示四个发卡通道的卡夾的ID号、卡夾内剩余的通行卡数量；也可以通过配备的键盘，输入特定的功能键（或功能码）显示选定的出卡通道的工作状态。

　　2.11卡机降级使用功能

　　? 当卡机出现任何不能发卡的状况或故障时，管理人员可以打开卡机的侧门，通过管理计算机进行人工发卡。

　　? 当卡机的某一通道的卡箱升降机构发生故障时，管理人员可以通过转动主动齿轮来进行卡箱的升降操作来完成更换卡箱的工作。

三、 无人值守自动发卡机日常保养及简单故障处理

　　3.1设备保养

　　3.1.1机箱

　　本设备工作环境恶劣,应定期（每个月）用湿布进行清洁，再将其抹干。

　　禁止：禁止水流进机器内部，否则可能导致机器烧毁。

　　注意：卡机在搞清洁卫生时不要直接对卡机冲水，否则水可能进入卡机内部。

　　3.1.2发卡通道及光电开关检测点本设备使用卡道开关检测IC卡，为精密光电传感器，对灰尘的污染比较敏感，因此应定期（每个月）进行一次清洁。

　　3.1.3空卡检测头

　　应定期（每个月）取出空卡检测头进行一次清洁。

　　3.1.4压杆

　　应定期（每个月）对压杆进行一次清洁和人工压杆试验。

　　3.1.5卡箱升降机构

　　应定期（每个月）对卡箱升降机构进行一次清洁和人工升降试验。

　　3.2简单故障处理

　　3.2.2卡机与上位机通信不正常

　　检查卡机与上位机的通信线路是否正常。

　　3.2.3读写卡故障

　　? 天线切换板作指示灯不亮：检查工天线切换板工作电源是否正常，检查与主控板的连接线；

　　? 天线切换板作指示灯亮：检查天线连接线是否松开；读卡器电源、连接线。

　　3.2.4液晶显示屏显示否正常

　　? 液晶显示屏无显示：检查液晶显示板的电源；

　　? 液晶显示屏显示紊乱：检查与主控板的通信线路和卡箱是否装好。

　　3.2.5回收卡故障

　　? 检查回收卡的卡箱是否满；

　　? 检查卡是否堵在回收轮下。

　　3.2.6其它故障

　　按相关的信息和指示灯判定，并检查线路。